金秋時節(jié)，四川阿壩藏族羌族自治州色彩斑斕，景色秀美。在剛剛過去的國慶期間，這里的游客絡(luò)繹不絕。驅(qū)車行駛在汶（川）馬（爾康）高速公路上，自然與人文風(fēng)光交相輝映，其中，最引人矚目的，還要數(shù)汶川克枯大橋。 汶川克枯大橋是全國首座預(yù)應(yīng)力鋼管混凝土桁梁橋，是目前世界最大規(guī)模的鋼管混凝土梁橋工程，也是高烈度地區(qū)橋梁抗震的典范，因其獨(dú)特結(jié)構(gòu)、多項(xiàng)創(chuàng)新，該橋還成為眾多專家、學(xué)者點(diǎn)贊的“網(wǎng)紅”工程。 汶川克枯大橋。 精心比選確定橋型 汶川克枯大橋所在的四川西部山區(qū)，多峽谷，區(qū)域內(nèi)地震斷裂帶縱橫交錯，氣象和地質(zhì)災(zāi)害肆虐，整體生態(tài)環(huán)境敏感脆弱。 針對如此復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境，四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司（簡稱四川公路設(shè)計院）在大橋設(shè)計之初就進(jìn)行了多方案比選，但各方案的材料指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)和工程造價等均不能令人滿意。經(jīng)過反復(fù)論證研究，依據(jù)以往設(shè)計和建設(shè)雅（安）西（昌）高速公路干海子大橋的經(jīng)驗(yàn)，四川公路設(shè)計院結(jié)合鋼管混凝土組合自重輕、強(qiáng)度高、無模板、架設(shè)方便、施工場地要求低等優(yōu)勢，決定采用鋼管混凝土桁梁橋方案設(shè)計建造汶川克枯大橋，該方案解決了大橋建設(shè)中面臨的一系列難題。 與一般高速公路大橋相比，汶川克枯大橋橋墩更細(xì)、更修長。大橋橋基、橋墩、蓋梁、桁式主梁均采用了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，橋面板是帶鋼底板的組合橋面板，大橋最大的特點(diǎn)是“全橋不需要模板”，確定鋼管位置后，直接澆筑混凝土形成橋墩。大橋上部結(jié)構(gòu)部分則被分割成若干塊鋼管，由工廠統(tǒng)一定制生產(chǎn)，建設(shè)時只需現(xiàn)場組裝、焊接，注入混凝土安裝即可。 由于大橋上跨317國道，四川公路設(shè)計院還要考慮施工中317國道暢通問題，且大橋下部結(jié)構(gòu)不能與國道空間位置發(fā)生沖突。為此，該院設(shè)計了一種先張法預(yù)應(yīng)力鋼箱混凝土蓋梁，具有尺寸小、工廠化制造、安裝快捷方便不影響下方國道交通等優(yōu)勢。此外，為解決鋼管混凝土桁梁橋節(jié)點(diǎn)的疲勞問題對大橋壽命的影響，四川公路設(shè)計院開展了一系列鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞性能試驗(yàn)研究，為大橋設(shè)計和施工提供了可靠的數(shù)據(jù)和理論支撐，最大程度保障了大橋建成后的使用壽命。 8級地震可行9級地震可修 “汶川克枯大橋的設(shè)計理念十分新穎，針對地形難度、特點(diǎn)，做了非常巧妙的構(gòu)思?！薄斑@座大橋在整個橋梁界都是一個創(chuàng)新，而這種創(chuàng)新是可復(fù)制可推廣的?！薄?近兩年，包括10多位中國工程院院士、全國工程設(shè)計大師在內(nèi)的眾多國內(nèi)外知名橋梁專家現(xiàn)場參觀了該橋，從疑惑到贊嘆，是這些權(quán)威專家的共同感受。 耗材少，污染少。與簡支橋梁相比，大橋混凝土用量減少了約60%；與同等規(guī)模常規(guī)橋梁相比，大橋混凝土用量減少40%，鋼材用量減少30%，原材料使用及現(xiàn)場污染排放物均減少30%，實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約和環(huán)保。 工廠化、集約化程度高。大橋鋼結(jié)構(gòu)全部在工廠加工制造組拼，運(yùn)輸?shù)焦さ卦俳M拼成安裝整節(jié)段；工地現(xiàn)場組裝后的半成品在車間焊接、涂裝成整體，再運(yùn)到橋址進(jìn)行安裝，工廠化生產(chǎn)率達(dá)到80%，現(xiàn)場工程量僅20%，既保障了工程質(zhì)量，又提高了生產(chǎn)效率，現(xiàn)場施工人員由500人縮減至30余人。同時，由于工地施工量小，施工時可充分選擇有利天氣進(jìn)行作業(yè)，極大保障了施工安全。 建設(shè)工期更短。大橋現(xiàn)場施工中焊拼一節(jié)段跨鋼桁梁只需20天，而傳統(tǒng)方式下生產(chǎn)同等長度T型梁需30天以上，大幅縮短了施工周期。 由于大橋橋址區(qū)域地震裂帶縱橫交錯，大橋抗震是四川公路設(shè)計院的一道必答難題。大橋整橋采用鋼管混凝土組合，重量僅為混凝土橋梁的50%，同時具有鋼管和混凝土橋梁的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了“大震不倒、中震可修、小震不壞”的要求，大橋更實(shí)現(xiàn)了“8級地震可行、9級地震可修”的設(shè)計目標(biāo)。 推動土建工程向工業(yè)化轉(zhuǎn)型 “汶川克枯大橋在設(shè)計中不僅創(chuàng)立了鋼管混凝土桁架梁的科學(xué)計算方法，開發(fā)了管板節(jié)點(diǎn)、管梁節(jié)點(diǎn)、管柱節(jié)點(diǎn)等新型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，還建立了變剛度支座長聯(lián)結(jié)構(gòu)新體系，開發(fā)了整跨架設(shè)的快速化施工技術(shù)與裝備，并支撐制訂了世界首部鋼管混凝土梁橋和焊接節(jié)點(diǎn)疲勞技術(shù)規(guī)范，為類似建設(shè)條件的工程探索了新的技術(shù)路徑。”四川公路設(shè)計院相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“在大橋建設(shè)中，無模板施工工藝的使用促進(jìn)了農(nóng)民工向產(chǎn)業(yè)工人的轉(zhuǎn)變，助推交通土建工程向工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級。 創(chuàng)新源于在實(shí)踐中的匠心傳承和勇于突破。幾十年來，四川公路設(shè)計院持續(xù)進(jìn)行鋼管混凝土橋梁的研究和實(shí)踐，設(shè)計建造了一大批鋼管混凝土拱橋、梁橋，如重慶巫山長江大橋、四川合江長江一橋、四川合江長江三橋、廣西平南三橋、干海子大橋……四川公路設(shè)計院在建成當(dāng)時世界最大跨徑鋼筋混凝土拱橋——萬縣長江公路大橋后，又開發(fā)了鋼管混凝土強(qiáng)勁骨架成拱法，建造了近10座鋼筋混凝土拱橋。 “建筑材料的變化”向“建筑結(jié)構(gòu)的變化”改變的創(chuàng)新探索，造就了著名的干海子大橋，而汶川克枯大橋則是對鋼結(jié)構(gòu)橋梁更進(jìn)一步的創(chuàng)新運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了全橋建設(shè)不用模板。自1991年四川公路設(shè)計院設(shè)計首座鋼管混凝土橋梁以來，該類型橋梁迅速在業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用，在2015年相關(guān)正式規(guī)范誕生前，全國已建成445座鋼管混凝土拱橋。